基因的表达、基因对性状的控制

第三节基因的表达基因控制蛋白质的合成基因：有遗传效应的DNA片段•（1）与DNA的关系：•基因是DNA的片段，但必须具有遗传效应（指具有复制、转录、翻译、重组突变及调控等功能），有的DNA片段属间隔区段，没有控制性状的作用，这样的DNA片段就不是基因。P68•基因的表达是通过基因控制蛋白质的合成来实现的。DNA基因脱氧核苷酸染色体每条染色体上有一个DNA分子每个DNA分子上含有许多基因每个基因含有许多脱氧核苷酸染色体是DNA的主要载体基因是有遗传效应的DNA片段基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表着遗传信息是主要的遗传物质是遗传物质的结构和功能单位思考：染色体，DNA、基因、脱氧核甘酸，遗传信息的关系？基因的表达•基因通过指导蛋白质的合成来控制性状的过程。DNA（基因）蛋白质（性状）？第一节基因指导蛋白质的合成细胞核细胞质核糖体上•这需要通过另一种核酸——RNA•①信使RNA（mRNA)•功能：将DNA的遗传信息转录下来，传递至细胞质中的核糖体上，控制蛋白质的合成。•②转运RNA（tRNA)•种类：多种•功能：专一性（专一识别一种氨基酸的密码子、转运一种氨基酸）•③核糖体rRNA；•与核糖体的合成有关。3、RNA的种类（68页下）4、DNA中的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？(动画)•转录：在细胞核内，以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对的原则合成RNA的过程。TGCACTAAT核孔DNA双螺旋细胞质细胞核DNA双螺旋ACGTGATTADNA双螺旋TGCACTAATGDNA游离的核糖核苷酸以DNA的一条链为模板合成RNATGCACTAATRNA聚合酶GTGCACTAATAUG组成RNA的核糖核苷酸一个个连接起来TGCACTAATAUGTGCACTAATAUGGGAUGGGTGCACTAATTGCACTAATGAUGAGTGCACTAATGAUGAGTGCACTAATGAUGAUAGTGCACTAATGAUGAUAUTGCACTAATGAUGAUAUCTGCACTAATGAUGAUAUCDNA的一条单链mRNATGCACTAAT细胞质细胞核mRNA通过核孔进入细胞质ACGUGAUUATGCACTAATACGUGAUUAmRNA细胞质细胞核mRNA通过核孔进入细胞质转录小结（记录在课本上）•场所:•模板:•原料:•条件:•产物:•特点:细胞核DNA上基因的一条链四种核糖核苷酸(A、G、C、U）需要酶（DNA解旋酶，RNA聚合酶）和ATP单链的mRNA碱基互补配对原则（A=U,T=A;G=C,C=G）DNA片段转录mRNA(密码子)二、遗传信息的翻译（P70页下）1、定义：在细胞质的核糖体上,以游离在细胞质中的各种氨基酸原料，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。密码子ACGUGAUUAmRNA密码子密码子2、遗传密码：（70页上）遗传学上把mRNA中决定氨基酸的不同碱基排列顺序，叫做“遗传密码”。把其中决定一个氨基酸的相邻的三个碱基成为密码子。4、一般一个密码子只和一种氨基酸相对应2、一种氨基酸可以和多个密码子相对应1、氨基酸的种类；20种密码子的种类：64种3、三个终止密码：UAA、UAG、UGAACU天冬酰氨反密码子AUG异亮氨酸反密码子转运RNA(tRNA)：分子结构呈三叶草形，其“叶柄”端能与一个特定的氨基酸结合，“叶片”端有三个特殊的碱基称为“反密码子”，能与mRNA上的“密码子”相识别。反密码子的种类：61种。ACGUGAUUA核糖体ACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天冬氨酸ACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天冬氨酸肽键ACGUGAUUA甲硫氨酸ACU天冬氨酸AUG异亮氨酸ACGUGAUUA甲硫氨酸ACU天冬氨酸AUG异亮氨酸肽键ACGUGAUUA甲硫氨酸天冬氨酸AUG异亮氨酸ACGUGAUUA4、翻译过程：翻译小结（记录在课本上）•场所:•模板:•原料:•条件:•产物:•原则:细胞质的核糖体上以信使RNA为模板二十种氨基酸需要酶和ATP多个多肽或蛋白质密码子与反密码子配对,既碱基互补配对原则（A=U，G=C）mRNA(密码子)翻译蛋白质转录翻译场所模板原料条件产物信息流向原则细胞核细胞质的核糖体DNA的一条链以信使RNA为模板四种核糖核苷酸20种氨基酸特定的酶和ATP单链的信使RNA特定氨基酸顺序的蛋白质DNA的一条链与mRNA配对mRNA与tRNA配对DNARNARNA蛋白质DNA片段转录RNA翻译蛋白质遗传信息传递方向逆转录中心法则•对应的氨基酸序列为：甲硫氨酸－谷氨酸－丙氨酸1、已知一段mRNA的碱基序列是AUGGAAGCA,你能写出对应的氨基酸序列？2、地球上几乎所有的生物体都共用上述密码子表。根据这一事实说明什么？说明地球上所有的生物都有着或远或近的亲缘关系。思考和讨论：3、生物表现出多样性的根本原因和直接原因是什么？•根本原因：DNA分子上的脱氧核苷酸的排列顺序不同。•直接原因：氨基酸的种类，数目和排列顺序不同，肽链的空间结构不同。思考和讨论•DNA的碱基数：mRNA的碱基数：密码子：蛋白质中氨基酸数＝6n:3n:n:n。（6:3:1:1）4、DNA的碱基数、mRNA的碱基数、蛋白质中氨基酸数三者之间有何数量关系？•说明：因为基因中存在又终止密码子等片段，实际上基因（DNA）上所含有的碱基数要大于6n,或氨基酸数目小于n。因此一般题目中带有“至少”或“最多”字样。nDNA3n3n3n转录翻译信使RNA蛋白质4、某一多肽链共有100个氨基酸，则控制合成该肽链的基因中的碱基数至少有A、600B、300C、297D、594基因碱基：信使RNA碱基：氨基酸数目===（双链）（单链）63：1小结：基因指导蛋白质的合成1、RNA和DNA的区别一、遗传信息的转录2、为什么RNA适于作为DNA的信使？二、遗传信息的翻译3、RNA的种类4、遗传信息的转录过程。2、遗传密码1、翻译的定义3、反密码子4、翻译的过程DNA上的基因mRNA的蛋白质的氨基酸序列遗传信息遗传密码生物性状转录翻译前后联系真核细胞中复制、转录、翻译的比较DNA复制转录翻译时间场所模板原料酶能量原则特点产物（遗传信息）（遗传密码）（生物性状）细胞分裂间期细胞核DNA的两条链均为模板四种脱氧核苷酸DNA聚合酶等ATPA-T、G-C半保留复制边解旋边复制2个子代DNA分子生长发育过程细胞核基因的一条链为模板四种核糖核苷酸RNA聚合酶等ATPA-U、T-AG-C，C-G边解旋边转录1个信使RNA生长发育过程细胞质mRNA为模板二十种氨基酸特定的酶等ATPmRNA与tRNA配对A-U,G-C多个特定氨基酸顺序的蛋白质RNA和DNA的区别项目RNADNA名称组成基本单位结构存在部位功能核糖核酸脱氧核糖核酸核糖核苷酸脱氧（核糖）核苷酸一般为单链一般为双链主要存在于细胞质中主要存在于细胞核中C、H、O、N、P核糖、磷酸、含氮碱基：A、G、C、UC、H、O、N、P脱氧核糖、磷酸、含氮碱基：A、G、C、T传递遗传信息携带遗传信息1、组成人的核酸的碱基和核苷酸各共有（）A、5、5B、5、8C、8、5D、4、42、组成噬菌体的核酸的碱基和核苷酸各共有（）A、5、5B、5、8C、8、5D、4、4练习：3、已知一段信使RNA上有12个A和G，该信使RNA上共有30个碱基，那么转录成信使RNA的这一段DNA分子中应有C和T（）A、12B、18C、24D、304、一个双链DNA分子中碱基A占30%，其转录成的信使RNA上的U为35%，则信使RNA上的碱基A为（）A、30%B、35%C、40%D、25%5、根据蛋白质中遗传信息传递规律，填写表中空白并回答问题DNA双链CAG信使RNAA转运RNAGAG氨基酸丙氨酸A链B链C链D链1、丙氨酸的密码子是，决定合成该氨基酸的DNA上的碱基是。2、第二个氨基酸是，（查密码表）3、链为转录的模板链，遗传密码子存在于链上。TUGCACGTUGC半胱氨酸AC基因对性状的控制:1.通过控制酶的合成来控制代谢过程,从而控制生物性状的.例1：圆粒豌豆——淀粉分支酶的基因正常——淀粉分支酶含量正常——淀粉含量高——吸水多饱满皱粒豌豆——淀粉分支酶的基因异常——淀粉分支酶缺乏——淀粉含量低——吸水少皱缩例2：酪氨酸酶的基因异常——酪氨酸酶缺少——黑色素缺少——白化2.通过控制蛋白质分子的结构来直接影响性状.例1：课本P70图4—9例2，人的血红蛋白基因正常——血细胞圆饼状血红蛋白基因异常——血细胞镰刀形——贫血